Эффективность антибиотиков значительно снижается при наличии нескольких патогенов

Исследование показало, что для устранения бактериальной инфекции дыхательных путей при наличии других микробов требуются значительно более высокие дозы антибиотиков. Это помогает объяснить, почему респираторные инфекции часто сохраняются у людей с заболеваниями легких, такими как муковисцидоз, несмотря на лечение.

В исследовании, опубликованном в The ISME Journal, ученые заявляют, что даже низкий уровень одного типа микроба в дыхательных путях может существенно влиять на реакцию других микробов на антибиотики.

Результаты подчеркивают необходимость учитывать взаимодействие между различными видами микробов при лечении инфекций антибиотиками и соответствующим образом корректировать дозировку.

Хронические бактериальные инфекции, например, в дыхательных путях человека, очень трудно вылечить с помощью антибиотиков. Хотя эти типы инфекций часто связаны с одним патогенным видом, место инфекции нередко заселено и рядом других микробов, большинство из которых сами по себе обычно не являются патогенными. Лечение обычно сосредоточено на уничтожении основного патогена, с минимальным учетом соседствующих видов, и часто оказывается неудачным.

Для получения результатов команда разработала упрощенную модель дыхательных путей человека, содержащую искусственную мокроту, химически имитирующую настоящую, и заселенную бактериями. Модель позволила стабильно выращивать смесь различных микробов, включая патогены, в течение нескольких недель, что решает проблему быстрого доминирования одного вида. Это позволило изучить полимикробные инфекции в лаборатории.

В эксперименте использовались три микроба: бактерии Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, а также грибок Candida albicans — комбинация, часто встречающаяся в дыхательных путях людей с муковисцидозом.

Исследователи обработали эту микробную смесь антибиотиком колистином, который очень эффективен против Pseudomonas aeruginosa. Однако, когда другие патогены присутствовали вместе с Pseudomonas aeruginosa, антибиотик не работал. Аналогичный эффект наблюдался при использовании фузидовой кислоты (против Staphylococcus aureus) и флуконазола (против Candida albicans).

Было обнаружено, что для уничтожения бактерии в составе полимикробной инфекции требуются значительно более высокие дозы каждого антибиотика по сравнению с ситуацией, когда другие патогены отсутствуют.

В настоящее время антибиотики обычно тестируются в лаборатории только против основного целевого патогена для определения минимальной эффективной дозы. Но когда та же доза используется для лечения человека, она часто не работает, и данное исследование помогает объяснить почему. Новая модель позволит тестировать эффективность потенциальных новых антибиотиков против смеси видов микробов.

Полимикробные инфекции распространены при муковисцидозе. Несмотря на лечение сильными дозами антибиотиков, эти инфекции часто сохраняются долгое время. Хронические инфекции дыхательных путей при астме и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) также часто являются полимикробными.

Анализ генетического кода Pseudomonas в лабораторной смеси позволил выявить конкретные мутации, вызывающие эту устойчивость к антибиотикам. Эти мутации возникали чаще, когда присутствовали другие патогены. Сравнение с генетическим кодом 800 образцов Pseudomonas со всего мира показало, что эти мутации также возникали у пациентов, инфицированных Pseudomonas и леченных колистином.